Was ist der Unterschied zwischen der physikalischen Gasphasenabscheidung und einer Molekularstrahlepitaxietechnik für eine Nanobeschichtung?


Antwort 1:

Als jemand, der MBE und MOVPE schon eine ganze Weile benutzt hat ...

Lass mich dir eine Sache sagen. Sehr häufig werden Methodennamen als Warenzeichen, Bezeichnungen usw. verwendet, es gibt jedoch keine eindeutigen Unterscheidungsregeln.

Okay. Als MBE-Typ würde ich sagen, dass der Unterschied darin besteht, dass es Epitaxie sein muss. Wenn Sie kein epitaktisches Wachstum haben, tun Sie auch bei Verwendung eines MBE-Reaktors nichts anderes als physikalische Gasphasenabscheidung.

Und umgekehrt. Physikalische Gasphasenabscheidung führt unter bestimmten Bedingungen zu epitaktischem Wachstum…

Also ... die Unterschiede können wirklich winzig sein. Wie würde ich das verstehen?

Wenn Sie mir ein System vorstellen, würde ich Ihnen sagen, dass es PVD ist, wenn:

  • Ich sehe keine Kryoplättchen in der Kammer. Der Substrathalter wird nicht erwärmt / gedreht. Wenn Sie kein RHEED haben. :) Und wenn du dein Material verdunstest ... aus verschiedenen Quellen, nicht Knudsen Cells. (Sie haben Elektronenstrahlverdampfung, Laserverdampfung, Widerstandszellen ... alle Arten von Zellen, die nicht versuchen, einen gleichmäßigen und stabilen Fluss zu gewährleisten)

Natürlich können Sie Ihre PVD auch von oben ausrüsten lassen. :)

Und ich werde ein System MBE nennen, wenn:

  • Ich sehe Crypanels, die Ihr System abkühlen. Ich sehe RHEED. Ich sehe beheizten Substrathalter. Ich sehe Knudsen-Zellen.

Bei der PVD erwarten Sie, dass Ihre Materialdämpfe auf Ihrem Untergrund kondensieren. Und es ist alles.

Bei MBE erwarten Sie ein epitaktisches Wachstum. Wachstum, bei dem die neu gewachsene Schicht kristallin ist und irgendwie mit ihrer Substratkristallstruktur übereinstimmt.

Normalerweise wird es durch erhitztes Substrat, UHV, kontrollierte Flusseigenschaften erreicht. (Zum Beispiel wird GaAs durch das sogenannte Drei-Temperaturen-Verfahren gezüchtet.)

Aber sehr oft wächst in Ihrem MBE etwas… und aufgrund von Fehlanpassungen der Kristallstruktur, Verunreinigungen, schlechten Temperaturen, schlechten Geschwindigkeiten, schlechten Substratreinigungen… erreichen Sie kein epitaktisches Wachstum und es entsteht teures PVD.

Andererseits… können Sie in PVD-Reaktoren epitaktisches Wachstum erzielen. Wenn Sie zum Beispiel Fe auf GaAs abscheiden, wenn Sie GaAs auf Raumtemperatur halten und das Fe sehr langsam abscheiden, können Sie mehrere Schichten perfekt epitaktischen Eisens erhalten.